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文 | 古田家的小伙計(jì)

導(dǎo)語：VR需要身臨其境，更要“聲”臨其境

要讓人完全忘記現(xiàn)實(shí)沉浸在VR內(nèi)容中，畫質(zhì)和音效二者缺一不可。從刷新率到頭部追蹤延遲，從視場角到分辨率，VR畫面的精細(xì)程度和觀看時(shí)的舒適度不斷被新技術(shù)拔高。但在視覺上感覺身臨其境還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，即使VR內(nèi)容畫面逼真到以假亂真的地步，如果搭配的音效不給力，也無法避免會產(chǎn)生出戲的感覺，因此VR還必須“聲”臨其境。

不同于傳統(tǒng)音頻（聲源有固定焦點(diǎn)），VR音頻必須實(shí)時(shí)配合實(shí)際畫面的環(huán)境變化，配合720°全景VR，有精確的方向感和距離感，做到與現(xiàn)實(shí)中人們聽到聲音后的反應(yīng)無異，才能真正讓用戶保持極高程度的沉浸感。在本次CES2019中，世界頂級聲學(xué)研究公司Dirac Research AB 就帶著其沉浸感極強(qiáng)的Dirac 3D Audio技術(shù)亮相展示。

陀螺君在現(xiàn)場體驗(yàn)了Dirac全景聲，并采訪了Dirac的事業(yè)部總經(jīng)理Lars Isaksson，向其詳細(xì)了解了Dirac 3D音頻技術(shù)的相關(guān)情況。

“全景聲”是什么？

相比于VR的視覺領(lǐng)域，大家對于VR音頻的了解知之甚少。在此，陀螺先為大家簡單科普一下常說的立體5.1聲道、7.1聲道和全景聲的定義，以方便大家對后續(xù)采訪內(nèi)容的理解。

要弄清這個(gè)問題，我們先來回顧音頻技術(shù)的發(fā)展軌跡：從單聲道、立體聲、5.1、7.1一直到22.2，我們一直在靠增加音箱數(shù)量來將聲場還原得更逼真。一套音響設(shè)備會因聲道不同而呈現(xiàn)出不同的音響效果，目前主流音響市場上有5.1聲道和7.1聲道兩種：

5.1聲道：在環(huán)繞聲的基礎(chǔ)上，將環(huán)繞聲道一分為二，分為左環(huán)繞和右環(huán)繞。銀幕前方還有左聲道、右聲道，再加上中央聲道和0.1聲道的重低音聲道，由此得名5.1聲道，如下圖所示：

7.1聲道：在5.1聲道的基礎(chǔ)上，將環(huán)繞聲道一分為四，有了左側(cè)環(huán)繞（藍(lán)色）、右側(cè)環(huán)繞（粉色）、左后環(huán)繞（黃色）和右后環(huán)繞（綠色），比5.1多了2個(gè)聲道，由此得名7.1聲道，如下圖所示：

盡管由5.1聲道和7.1聲道呈現(xiàn)出的音響效果與之前三個(gè)音箱的立體聲相比已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，但前后左右聲場不足以還原方位感和空間感，于是“全景聲”概念應(yīng)運(yùn)而生——即讓聲音全方位環(huán)繞聽眾，讓聽眾聽到聲音后做出與現(xiàn)實(shí)無異的反應(yīng)。例如，當(dāng)影片畫面中有飛機(jī)飛過頭頂，就應(yīng)該感覺到頭頂有飛機(jī)飛過的聲音；當(dāng)有人在后方說話，就應(yīng)該感覺到聲音是從后方傳來。

在影院中一般通過在天花板添加揚(yáng)聲器的方式實(shí)現(xiàn)全景聲，達(dá)到全包圍的聲場。在現(xiàn)實(shí)中，無論是5.1還是7.1聲道，都是通過增加音箱來加強(qiáng)聲音的立體感，是基于人體處于固定的位置、有特定朝向的前提下實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)實(shí)的三維空間中，當(dāng)我們的頭部發(fā)生轉(zhuǎn)動或位移，聲源本身的絕對位置不會改變，而聲源與頭部相對方向會產(chǎn)生變化。在VR中，720°的畫面是實(shí)時(shí)變化的，用戶的姿勢和朝向隨時(shí)都可能變化，想要保持不出戲，聲音也必須和環(huán)境保持同步變化。因此，要在VR中實(shí)現(xiàn)全景聲并不容易。

簡單了解了全景聲之后，陀螺君來說說現(xiàn)場體驗(yàn)Dirac全景聲的感受。

在本次CES2019中，Dirac 搭配了三星Gear VR頭顯和電競游戲耳機(jī)TRITTON Kunai Pro兩種形式來展示其在耳機(jī)中實(shí)現(xiàn)的3D全景聲。陀螺君在現(xiàn)場親耳體驗(yàn)了一把“聲”臨其境的感覺。

陀螺君現(xiàn)場試戴的耳機(jī)對5.1.2聲場的模擬，跟前文提到的5.1不同，2是指有兩個(gè)揚(yáng)聲器是放在頭頂位置的，這也是頭頂聲音方位感的來源。戴上VR頭顯后，當(dāng)切換到全景聲的時(shí)候，可以很明顯地感知到聲音的方位和距離，即使轉(zhuǎn)動方向，聲源的位置也不會有變化。陀螺君還了解到要通過Dirac技術(shù)實(shí)現(xiàn)耳機(jī)中的全景聲，可以在不同的設(shè)備上植入Dirac的算法，比如耳機(jī)、電腦、頭顯等。

據(jù)Isaksson介紹，Dirac全景聲的實(shí)現(xiàn)依托的是其正在申請專利的動態(tài)HRTFs技術(shù)。

Dirac用動態(tài)HRTFs技術(shù)合成模擬了5.1或7.1的聲場效果，并對搭配使用的耳機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。Dirac在耳機(jī)頭頂位置添加了兩個(gè)揚(yáng)聲器，創(chuàng)造出了頭頂環(huán)繞感，精確定位頭頂聲音的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)一些非常復(fù)雜精細(xì)的效果。這樣一來，戴上耳機(jī)后，會感覺到聲音不僅從左右傳來，還可能精確地辨別出聲音是左后、右后等位置發(fā)出，也能感受到天空中的音源。而實(shí)際上，Dirac的這個(gè)技術(shù)并非是基于聲道的，而是360度，也就是說，可以讓聲音在3D空間中任何一個(gè)點(diǎn)上發(fā)出。

聲學(xué)領(lǐng)域沉淀半個(gè)世紀(jì)，

Dirac為何要切入全景聲

全景聲本身并不是新奇的概念，令人稱奇的是如何做到Dirac這樣音質(zhì)無損的同時(shí)還能精準(zhǔn)定位。Dirac這個(gè)VR音頻領(lǐng)域中的新玩家憑什么做到這一點(diǎn)呢？

其實(shí)，Dirac看起來是個(gè)VR青銅玩家，其實(shí)人家早已經(jīng)是“王者”級別了。

Dirac Research AB公司成立于2001年，由瑞典烏普薩拉大學(xué)(Uppsala University)的幾位教授和博士生共同創(chuàng)立，兩年前成立VR/AR部門。但在早創(chuàng)立之前，幾位教授們就已經(jīng)在聲學(xué)領(lǐng)域潛心耕耘了幾十年，奠定了Dirac深入骨髓的聲學(xué)基因。Dirac公司創(chuàng)立之后，憑借著豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和前沿的技術(shù)，在音頻市場上早已有口皆碑。音質(zhì)、優(yōu)化和聲場模擬是Dirac三大研究領(lǐng)域，其聲學(xué)技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。

Isaksson介紹了在公司創(chuàng)立之初，Dirac從事于Hi-Fi（High-Fidelity，高保真）與高端汽車結(jié)合的業(yè)務(wù)，與多家汽車業(yè)巨頭合作，如沃爾沃、賓利、寶馬、比亞迪、勞斯萊斯等，為Dirac在移動類設(shè)備中的音頻優(yōu)化技術(shù)打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)，累積了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

Isaksson提及Dirac 3D Audio技術(shù)所使用的3D空間引擎，正是脫胎于Dirac一直專注的汽車聲場合成和優(yōu)化技術(shù)：

“在汽車?yán)锩媛犅曇羰擒噹母杏X，但用戶想要的是如影劇院一般的效果，這通過聲場處理和聲場模擬就可以實(shí)現(xiàn)。在耳機(jī)中實(shí)現(xiàn)不同聲場所使用的技術(shù)，其實(shí)源于Dirac在汽車領(lǐng)域所使用的聲場合成和模擬技術(shù)。沃爾沃XC90系列采用就是Dirac聲音優(yōu)化技術(shù)Dirac Unison，一鍵讓你穿越到哥德堡音樂廳（瑞典國家交響樂團(tuán)演出主場），能聽到效果如同真正置身于歌劇院一樣?！?/p>

Dirac全景聲之所以能實(shí)現(xiàn)，動態(tài)HRTFs技術(shù)是其中的大“功臣”。動態(tài)HRTFs突破了傳統(tǒng)VR音頻的制作方式，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

前文已經(jīng)提到，VR音頻行業(yè)目前的主流技術(shù)是靜態(tài)HRTFs(頭相關(guān)傳輸函數(shù))技術(shù)。這種傳統(tǒng)方法假定，當(dāng)移動身體時(shí)，頭和四肢是同時(shí)轉(zhuǎn)動的?？墒牵诂F(xiàn)實(shí)中，頭和四肢的動作往往并不是同時(shí)進(jìn)行、同一方向的，單獨(dú)的頭部微小動作可以幫助我們更好地定位聲音。傳統(tǒng)的靜態(tài)HRTFs技術(shù)除了建模與現(xiàn)實(shí)相違和之外，HRTF數(shù)據(jù)的采集耗時(shí)耗力的同時(shí)也無法保證高精度。

首先，Dirac的動態(tài)HRTFs彌補(bǔ)了傳統(tǒng)靜態(tài)HRTFs的建模缺陷，將頭部相對于四肢的細(xì)微動作和具體位置都考慮進(jìn)去，提升了VR音頻的定位和音質(zhì)。其次，Dirac VR采用更先進(jìn)和精確的HRTF測試收集方式，通過樣本采集，生成一個(gè)通用的高精度HRTFs模型。在這樣的雙重作用下，聲音定位精確還原，確保了聲音還原誤差極小，讓聲音真正實(shí)現(xiàn)3D沉浸感的同時(shí)，還不會造成聲音失真。

可以說Dirac逼真的全景聲=熟練的聲場模擬技術(shù)+先進(jìn)的動態(tài)HRTFs技術(shù)+經(jīng)驗(yàn)豐富的耳機(jī)優(yōu)化技術(shù)，這也是Dirac全景聲與其他VR音頻公司產(chǎn)品的不同之處。

Dirac全景聲在VR/AR中的場景應(yīng)用

已經(jīng)在聲學(xué)領(lǐng)域達(dá)到“王者”級別Dirac開啟了 VR/AR領(lǐng)域的副本，有著幾十年的聲學(xué)研究和技術(shù)沉淀，陀螺君認(rèn)為Dirac的全景聲能夠與VR/AR內(nèi)容完美融合。Isaksson就在采訪中提出了Dirac目前看好的幾個(gè)應(yīng)用場景：

1、全沉浸式的VR/AR游戲全景聲

目前，Dirac已經(jīng)和游戲引擎公司達(dá)成合作，游戲開發(fā)人員可以直接在游戲引擎中進(jìn)行后期編輯，在游戲中添加全景聲效果。有了全景聲，能夠清楚聽到后方敵方的腳步聲，能夠感受到頭頂飛機(jī)略過的聲音，能夠根據(jù)聲音推斷出敵方的遠(yuǎn)近。還能因墻體的材質(zhì)不同而編輯不同音效，從而讓玩家產(chǎn)生自己的確身處這一空間的錯(cuò)覺。

2、VR影視

全景聲一開始便服務(wù)于影院，Dirac全景聲與VR影視的結(jié)合可謂理所當(dāng)然。與傳統(tǒng)電影不同，VR影視有著獨(dú)特的觀影視角，有時(shí)候觀眾以第一人稱代入影片之中，觀眾本人仿佛“附身”在主角上，跟隨主角一起行走、跑動、說話，整個(gè)畫面為觀眾營造出一種“我就是主角，主角就是我”的錯(cuò)覺。但如果此時(shí)的音效沒有空間感和方位感，那么即使觀眾在畫面層次上非常入戲，沒有全景聲的加持，觀眾的沉浸感也無法持久。

3、遠(yuǎn)程會議

Isaksson還特意提及了另一大應(yīng)用領(lǐng)域：實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程會議。隨著分工全球化，如今的跨國公司越來越多，身處各地的同事們?nèi)绻_個(gè)工作會議，進(jìn)行線下會面耗時(shí)耗力，成本高昂。而目前的虛擬遠(yuǎn)程會議在畫面上能做到實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，但彼此的聲音卻并不能達(dá)到逼真的效果，導(dǎo)致遠(yuǎn)程會議效果不佳。此時(shí)如果全景聲技術(shù)能與AR技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用在虛擬遠(yuǎn)程會議中，會議的效果應(yīng)該會非常不同。

對于在VR/AR中實(shí)現(xiàn)全景聲的成本問題，Isaksson說：“Dirac一般會直接和硬件廠商合作，用戶不會通過應(yīng)用的方式來下載，所以用戶的使用成本不會太高。”

Dirac作為世界頂級聲學(xué)研究公司，在聲學(xué)研究方面的能力不容置喙。眼看著VR視覺領(lǐng)域的一路高歌猛進(jìn)，陀螺君也非常期待VR音頻的突破和創(chuàng)新。